الليف العضلي

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

اللييف العضلي (المعروف أيضًا باسم الليف العضلي أو الساركوستيل ) [ 1 ] هو عُضَيّة أساسية عصوية الشكل في الخلية العضلية . [ 2 ] تتكون العضلات الهيكلية من خلايا أنبوبية طويلة تُعرف بالألياف العضلية ، وتحتوي هذه الخلايا على العديد من سلاسل اللييفات العضلية. [ 3 ] يبلغ قطر كل لييف عضلي من 1 إلى 2 ميكرومتر . [ 3 ] تتكون اللييفات العضلية خلال التطور الجنيني في عملية تُعرف باسم تكوين العضلات .

تتكون اللييفات العضلية من بروتينات طويلة تشمل الأكتين والميوسين والتيتين ، بالإضافة إلى بروتينات أخرى تربطها ببعضها. تُنظَّم هذه البروتينات في خيوط عضلية سميكة ورقيقة ومرنة ، تتكرر على طول اللييف العضلي في أقسام أو وحدات انقباض تُسمى الساركوميرات . تنقبض العضلات عن طريق انزلاق خيوط الميوسين السميكة وخيوط الأكتين الرقيقة على بعضها البعض.

بناء

منظمة الألياف العضلية

يبلغ قطر كل ليف عضلي ما بين 1 و 2 ميكرومتر (ميكرومتر). [ 3 ] تتكون خيوط اللييفات العضلية، أو الخيوط العضلية ، من ثلاثة أنواع: الخيوط السميكة ، والخيوط الرقيقة ، والخيوط المرنة .

  • تتكون الخيوط الرفيعة بشكل أساسي من بروتين الأكتين ، الملتف حول خيوط النيبولين . وعندما يتجمع الأكتين في خيوط، فإنه يشكل "سلمًا" تتسلق عليه خيوط الميوسين لتوليد الحركة.
  • تتكون الخيوط السميكة بشكل أساسي من بروتين الميوسين ، المسؤول عن توليد القوة. ويتألف من رأس كروي يحتوي على مواقع ارتباط كل من الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) والأكتين، وذيل طويل يشارك في بلمرته لتكوين خيوط الميوسين.
  • تتكون الخيوط المرنة من بروتين عملاق يسمى التيتين، وهو الذي يثبت الخيوط السميكة في مكانها.

يُشار أحيانًا إلى المركب البروتيني المكون من الأكتين والميوسين باسم الأكتوميوسين .

في أنسجة العضلات الهيكلية والقلبية المخططة ، تتميز خيوط الأكتين والميوسين بطول ثابت ومحدد يبلغ بضعة ميكرومترات، وهو أقل بكثير من طول الخلية العضلية الممتدة (بضعة ملليمترات في حالة خلايا العضلات الهيكلية البشرية). تُنظم هذه الخيوط في وحدات فرعية متكررة على طول اللييف العضلي. تُسمى هذه الوحدات الفرعية بالقطع العضلية، ويبلغ طولها حوالي ثلاثة ميكرومترات. [ 4 ] تمتلئ الخلية العضلية تقريبًا باللييفات العضلية المتوازية على محورها الطولي. تتراصف الوحدات الفرعية للقطعة العضلية في كل لييف عضلي بشكل شبه كامل مع تلك الموجودة في اللييفات المجاورة له. هذا التراصف هو ما يُعطي الخلية مظهرها المخطط. قد تُظهر الخلايا العضلية المكشوفة بزوايا معينة، كما هو الحال في قطع اللحم ، تلوينًا بنيويًا أو بريقًا قزحيًا نتيجة لهذا التراصف الدوري للألياف والقطع العضلية. [ 5 ]

مظهر

تُستمد أسماء المناطق الفرعية المختلفة للقطعة العضلية من مظهرها الفاتح أو الداكن نسبيًا عند رؤيتها بالمجهر الضوئي. تُحدَّد كل قطعة عضلية بشريطين داكنين جدًا يُطلق عليهما أقراص Z أو خطوط Z (من الكلمة الألمانية zwischen التي تعني بين). أقراص Z عبارة عن أقراص بروتينية كثيفة لا تسمح بمرور الضوء بسهولة. يوجد الأنبوب T في هذه المنطقة. تُقسَّم المنطقة بين أقراص Z إلى شريطين فاتحين اللون عند طرفيها يُطلق عليهما نطاقات I أو النطاقات المتساوية الخواص، وشريط رمادي داكن في المنتصف يُطلق عليه نطاق A أو النطاقات غير المتساوية الخواص.

تظهر الحزم I أفتح لونًا لأن هذه المناطق من الساركومير تحتوي بشكل أساسي على خيوط الأكتين الرقيقة، التي يسمح قطرها الأصغر بمرور الضوء بينها. أما الحزمة A، فتحتوي في الغالب على خيوط الميوسين التي يحد قطرها الأكبر من مرور الضوء. يشير الحرف A إلى عدم التماثل، بينما يشير الحرف I إلى التماثل ، وذلك في إشارة إلى الخصائص البصرية للعضلات الحية كما يتضح من خلال المجهر الضوئي المستقطب .

تشغل خيوط الأكتين والميوسين أجزاء النطاق A المتاخمة للنطاق I (حيث تتداخل كما هو موضح سابقًا). يوجد ضمن النطاق A أيضًا منطقة مركزية أكثر سطوعًا نسبيًا تُسمى المنطقة H (من الكلمة الألمانية helle ، والتي تعني ساطع)، حيث لا يوجد تداخل بين الأكتين والميوسين عندما تكون العضلة في حالة استرخاء. وأخيرًا، يقسم المنطقة H خط مركزي داكن يُسمى الخط M (من الكلمة الألمانية mittel، والتي تعني وسط).

تطوير

تقترح دراسةٌ لعضلة الساق النامية في جنين دجاج عمره 12 يومًا، باستخدام المجهر الإلكتروني، آليةً لتطور اللييفات العضلية. تحتوي خلايا العضلات النامية على خيوط سميكة (ميوسين) يتراوح قطرها بين 160 و170 أنغستروم ، وخيوط رفيعة (أكتين) يتراوح قطرها بين 60 و70 أنغستروم. تحتوي اللييفات العضلية اليافعة على نسبة 7:1 من الخيوط الرفيعة إلى السميكة. على طول المحور الطولي لخلايا العضلات، في مواقع تحت الغشاء العضلي ، تصطف الخيوط العضلية الحرة وتتجمع في صفوف سداسية الشكل. تتشكل هذه التجمعات بغض النظر عن وجود مادة النطاق Z أو النطاق M. يحدث التجمع تلقائيًا لأن البنية الثلاثية لوحدات الأكتين والميوسين الأحادية تحتوي على جميع "المعلومات" المتعلقة بالقوة الأيونية وتركيز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) في الخلية، والتي تُمكّنها من التجمع في الخيوط. [ 6 ]

وظيفة

رسم تخطيطي لبنية اللييف العضلي (يتكون من العديد من الخيوط العضلية المتوازية، والقطع العضلية المتسلسلة)
نموذج انزلاق الخيوط لانقباض العضلات

تشكل رؤوس الميوسين جسورًا عرضية مع خيوط الأكتين العضلية ؛ حيث تقوم بحركة "التجديف" على طول الأكتين. عندما تكون ألياف العضلات في حالة استرخاء (قبل الانقباض)، يكون رأس الميوسين مرتبطًا بجزيئات ADP والفوسفات .

عندما تصل نبضة عصبية، تتسبب أيونات الكالسيوم (Ca 2+) في تغيير شكل التروبونين ؛ وهذا يحرك مركب التروبونين + التروبوميوسين بعيدًا، تاركًا مواقع ارتباط الميوسين مفتوحة.

يرتبط رأس الميوسين الآن بخيوط الأكتين العضلية. الطاقة الموجودة في رأس الميوسين العضلية تحرك الرأس، مما يؤدي إلى انزلاق الأكتين من خلاله؛ وبالتالي يتم إطلاق ADP.

يُتاح الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) (بسبب تنشيط أيونات الكالسيوم لإنزيم ATPase في الميوسين)، فتنفصل رؤوس الميوسين عن الأكتين لتلتقط جزيء ATP. ثم يتحلل ATP إلى أدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) وفوسفات. تُطلق الطاقة وتُخزن في رأس الميوسين لاستخدامها في الحركة لاحقًا. تعود رؤوس الميوسين الآن إلى وضعها الطبيعي المنتصب. في حال وجود الكالسيوم، تتكرر العملية.

عند انقباض العضلة، يُسحب الأكتين على طول الميوسين باتجاه مركز الساركومير حتى تتداخل خيوط الأكتين والميوسين تمامًا. تتقلص منطقة H تدريجيًا نتيجةً لتزايد تداخل خيوط الأكتين والميوسين، فتقصر العضلة. وبالتالي، عند انقباض العضلة بالكامل، تختفي منطقة H. تجدر الإشارة إلى أن خيوط الأكتين والميوسين نفسها لا يتغير طولها، بل تنزلق فوق بعضها البعض. يُعرف هذا بنظرية انزلاق الخيوط لانقباض العضلات. [ 7 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "تعريف كلمة ساركوستايل" . www.merriam-webster.com .
  2. ↑ ماكراكين، توماس (1999). أطلس جديد لتشريح الإنسان . الصين: مترو بوكس. ص 1-120 . ISBN  1-5866-3097-0.
  3. 1 2 3 ألبرتس، بروس (2015). البيولوجيا الجزيئية للخلية ( الطبعة السادسة). نيويورك، نيويورك. الصفحات 918-921 . ISBN   9780815344643.{{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  4. ↑ كايا-تشوبور، أ؛ مارشيانو، ف؛ هاين، م.ي؛ ألبيرن، د؛ روسيل، ج؛ لويس، ن.م؛ مان، م؛ ديبلانك، ب؛ هابرمان، ب.هـ؛ شنورر، ف (6 يناير 2021). " مسار هيبو يتحكم في تجميع اللييفات العضلية ونمو ألياف العضلات من خلال تنظيم التعبير الجيني للساركومير" . eLife . 10. doi : 10.7554/eLife.63726 . PMC 7815313. PMID 33404503 .  
  5. ↑ مارتينيز-هورتادو، جيه إل؛ أكرم، محمد؛ ييتيسين، علي (نوفمبر 2013). " تأثير التلألؤ في اللحوم الناتج عن احتكاك الأسطح" . مجلة الأغذية . 2 (4): 499-506 . doi : 10.3390/foods2040499 . PMC 5302279. PMID 28239133 .  
  6. ↑ فيشمان، دونالد أ . (1967). "دراسة بالمجهر الإلكتروني لتكوين اللييفات العضلية في العضلات الهيكلية لجنين الدجاج" . مجلة بيولوجيا الخلية . 32 (3): 558-75 . doi : 10.1083/jcb.32.3.557 . PMC 2107275. PMID 6034479 .  
  7. ↑ مارييب، إي إن، هوهن، ك.، وهوهن، ف. (2007). تشريح ووظائف أعضاء الإنسان. (الطبعة السابعة، ص 284-287). سان فرانسيسكو، كاليفورنيا: دار بنجامين-كامينغز للنشر.
  • مقدمة في فسيولوجيا العضلات
  • رسم متحرك لانقباض الساركومير